DE102021210240A1 - Clearance adjustment for wet-running multi-plate clutches or brakes in a drive train of electrically driven vehicles - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Schaltelement zur Betätigung von nasslaufenden Lamellenkupplungen oder -bremsen, insbesondere im Antriebsstrang elektrisch angetriebener Personenkraftwagen. Die Aufgabe, eine neue Möglichkeit zur Anpassung eines engen Lüftspiels 17 von nasslaufenden Bremsen oder Kupplungen zu finden, die erforderliche Betätigungsarbeit und Leistung für eine schnelle Befüllung verringert, wird erfindungsgemäß gelöst, indem bei einer Schalteinrichtung 1 mit einem Lamellenpaket aus axial verschiebbaren Innen- und Außenlamellen 2, 3, das zusammenpressbar ist, ein Sitzventil 11 so steuerbar ist, dass im Volumen des Lamellenpakets ein definierter Restdruck eingehalten bleibt, wenn der Zufluss von Kühlöl zum Lamellenpaket durch das Sitzventil 11 gesperrt ist, und ein in der Kammer 9 des Schaltelementkolbens 10 erzeugter Öldruck mittels Steuerung über Betätigungsventile für das Drucköl des Schaltelements 1 gegen den definierten Restdruck des Kühlöls im Lamellenpaket so einstellbar ist, dass beim Einlernen eines Druckpunktes der Vorlastfederkraft des Schaltelementkolbens 10 für einen Öffnungszustand des Schaltelements 1 ein engeres Lüftspiel 17 gegenüber der Steifigkeit der Vorlastfederung einstellbar ist. The invention relates to a switching element for actuating wet-running multi-plate clutches or brakes, in particular in the drive train of electrically driven passenger cars. The task of finding a new way of adapting a tight clearance 17 of wet-running brakes or clutches, which reduces the actuation work and power required for rapid filling, is achieved according to the invention by using a shifting device 1 with a disk pack of axially displaceable inner and outer disks 2, 3, which can be compressed, a seat valve 11 can be controlled in such a way that a defined residual pressure is maintained in the volume of the disk set when the inflow of cooling oil to the disk set is blocked by the seat valve 11, and a pressure generated in the chamber 9 of the switching element piston 10 Oil pressure can be adjusted by means of control via actuating valves for the pressure oil of the switching element 1 against the defined residual pressure of the cooling oil in the disk pack so that when learning a pressure point of the preload spring force of the switching element piston 10 for an opening state of the switching element 1, a narrower clearance 17 compared to the rigidity The preload suspension can be adjusted.
Description
Die Erfindung betrifft ein Schaltelement zur Betätigung von nasslaufenden Lamellenkupplungen oder -bremsen, insbesondere im Antriebsstrang elektrisch angetriebener Personenkraftwagen, umfassend ein Lamellenpaket mit Innen- und Außenlamellen, einen Innenlamellenträger, an dem die Innenlamellen des Lamellenpakets axial verschiebbar angeordnet sind, einen Außenlamellenträger, an dem die Außenlamellen des Lamellenpakets axial verschiebbar angeordnet sind, wobei das Lamellenpaket beim Betätigen des Schaltelements mittels eines Schaltelementkolbens zusammenpressbar ist und an einer auf der dem Schaltelementkolben abgewandten Seite des Lamellenpakets angeordneten Endscheibe zur Auflage kommt, wobei ein Sitzventil bei geschlossenem Schaltelement einen Zufluss von Kühlöl zum Lamellenpaket freigibt und bei geöffnetem Schaltelement den Zufluss sperrt.The invention relates to a switching element for actuating wet-running multi-plate clutches or brakes, in particular in the drive train of electrically driven passenger cars, comprising a disk pack with inner and outer plates, an inner plate carrier on which the inner plates of the plate pack are arranged so that they can be displaced axially, an outer plate carrier on which the The outer disks of the disk pack are arranged so as to be axially displaceable, with the disk pack being compressible by means of a switching element piston when the switching element is actuated and coming to rest on an end disk arranged on the side of the disk pack facing away from the switching element piston, with a seat valve allowing cooling oil to flow to the disk pack when the switching element is closed and blocks the inflow when the switching element is open.
Das Anwendungsgebiet der Erfindung liegt in der Automobilindustrie, vorrangig der Elektro- oder Hybridfahrzeuge, insbesondere für die Effizienzsteigerung des elektrischen Antriebsstrangs.The field of application of the invention is in the automotive industry, primarily electric or hybrid vehicles, in particular for increasing the efficiency of the electric drive train.
Aktuell werden im Stand der Technik der Elektro-oder Hybridfahrzeuge große Anstrengung unternommen, um beim elektrischen Antriebskonzept insbesondere das Bremssystem besser in den elektrischen Antriebsstrang zu integrieren und dadurch Synergieeffekte und Effektivitätssteigerungen zu erzielen.In the current state of the art of electric or hybrid vehicles, great efforts are being made to better integrate the braking system in particular into the electric drive train in the electric drive concept and thereby achieve synergy effects and increases in effectiveness.
Allgemein sind bei Scheibenbremsen - unabhängig davon, ob mit Bremsklotz oder Lamellenpaket - die Schleppverluste, die den Wirkungsverzug vom geöffneten bis zum geschlossenen Bremsklotz- oder Lamellenzustand definieren, stets unerwünscht und deshalb dringend zu minimieren. Neben den primären Einflussgrößen, wie Medium im Lüftspalt (Lüftspiel), Belagbreite, Anzahl und Durchmesser der Reibflächen, und den sekundären Einflüssen, wie Reibbelagnutzung und Belagoberfläche, kommt dem Lüftspiel (Abstand zwischen Bremsklotz und Bremsscheibe bei Scheibenbremsanlagen oder Lamellen bei Lamellenbremse oder -kupplung) allein deshalb besondere Bedeutung zu, weil ein Abstand zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe für den (ungebremsten) Umlauf der Bremsscheibe unverzichtbar ist, das Lüftspiel aber andererseits beim Betätigen der Bremsen zu einer Bremswegverlängerung führt, die bei einer hydraulischen Bremsanlage als Bremsansprechzeit (Zeit zur Überwindung des Lüftspiels) ca. 0,1 bis 0,2 Sekunden betragen kann.In general, with disc brakes - regardless of whether they have a brake pad or a disk pack - the drag losses that define the delay in effectiveness from the open to the closed brake pad or disk state are always undesirable and must therefore be minimized as a matter of urgency. In addition to the primary influencing variables, such as medium in the air gap (air clearance), lining width, number and diameter of the friction surfaces, and the secondary influences, such as friction lining use and lining surface, there is also the air clearance (distance between the brake pad and brake disc in disc brake systems or lamellae in multi-disk brakes or clutches). particular importance because a distance between the brake lining and the brake disc is indispensable for the (unbraked) circulation of the brake disc, but on the other hand the clearance leads to an increase in the braking distance when the brakes are actuated, which, in the case of a hydraulic brake system, is referred to as the brake response time (time to overcome the clearance ) can be about 0.1 to 0.2 seconds.
Das notwenige Lüftspiel wird in der Regel durch eine in Öffnungsrichtung des Betätigungskolbens wirkende Rückstellfeder eingestellt. Dadurch wird jedoch der Nachteil erzeugt, dass die Kolben-Zylinder-Anordnung um die Rückstellfederkraft größer zu dimensionieren ist und dass bei Beaufschlagung des Betätigungskolbens mit einem Kupplungsschließdruck zuerst der Betätigungsweg des Lüftspiels in einer Vorbefüllphase überbrückt werden muss, bevor die Lamellen in den Krafteingriff gelangen.The necessary clearance is usually set by a return spring acting in the opening direction of the actuating piston. However, this creates the disadvantage that the piston-cylinder arrangement has to be dimensioned larger by the restoring spring force and that when the actuating piston is subjected to a clutch closing pressure, the actuating path of the clearance must first be bridged in a pre-filling phase before the lamellae come into force engagement.
Demgegenüber wird in rein elektrischen oder hybriden Antriebssträngen insbesondere auf die Energieeffizienz des Antriebsstranges geachtet, da man hier den Wirkungsgrad direkt in Laufleistung des Akkus ablesen kann.In contrast, in purely electric or hybrid drive trains, particular attention is paid to the energy efficiency of the drive train, since the efficiency can be read directly from the battery life.
Bisher ist es so, dass die Betätigungen von nasslaufenden Kupplungen und Bremsen durch mechanische oder hydraulische Schaltelemente erfolgen. Dabei wird in der Regel für nasslaufende Kupplungen das Lüftspiel so eingestellt, um im effizienten schleppmomentoptimierten Bereich zu liegen, und die sichere Ausgangsposition wird durch eine Kolbenanlage mit Federkräften positioniert. Das gilt für Lamellenbremsen entsprechend, wobei hier der Schleppverlust als Zeitverzug der einsetzenden Bremswirkung zu minimieren ist.So far, wet clutches and brakes have been actuated by mechanical or hydraulic switching elements. As a rule, the clearance for wet-running clutches is set in such a way that it is in the efficient drag torque-optimized range, and the safe starting position is positioned by a piston contact with spring forces. The same applies to multi-disk brakes, whereby the drag loss as a time delay in the braking effect is to be minimized.
Für Lamellenpakete von Kupplungen oder Bremsen im Getriebe eines Antriebsstranges sind im Stand der Technik zahlreiche Lösungen für Schaltelemente zur Verringerung der Schleppmomente bekannt geworden.Numerous solutions for shifting elements for reducing the drag torque have become known in the prior art for disk packs of clutches or brakes in the transmission of a drive train.
So ist aus der
Des Weiteren ist in der
Problematisch ist das gewünschte enge Lüftspiel insbesondere bei höherer Lamellenanzahl, weil dabei infolge von Bauteiltoleranzen die Hübe groß und auch schwankend werden können. Bei großen Hüben steigt außerdem die erforderliche Betätigungsarbeit und somit die für schnelle Befüllungen erforderliche Leistung, die der Energieeffizienz abträglich ist.The desired tight clearance is problematic, especially with a higher number of lamellae, because the strokes can become large and fluctuating as a result of component tolerances. In the case of large strokes, the actuation work required also increases and thus the power required for fast filling, which is detrimental to energy efficiency.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Möglichkeit zur Einstellung eines gewünschten engen Lüftspiels von nasslaufenden Bremsen oder Kupplungen zu finden, die insbesondere für höhere Lamellenzahlen die erforderliche Betätigungsarbeit und die damit verbundenen Leistungen für eine schnelle Befüllung verringert.The object of the invention is to find a new way of setting a desired tight clearance of wet-running brakes or clutches that reduces the required actuation work and the associated performance for rapid filling, especially for higher numbers of disks.
Die Aufgabe wird bei einem Schaltelement zur Betätigung von nasslaufenden Lamellenkupplungen oder -bremsen, insbesondere im Antriebsstrang elektrisch angetriebener Personenkraftwagen, umfassend ein Lamellenpaket mit Innen- und Außenlamellen, einen Innenlamellenträger, an dem die Innenlamellen des Lamellenpakets axial verschiebbar angeordnet sind, einen Außenlamellenträger, an dem die Außenlamellen des Lamellenpakets axial verschiebbar angeordnet sind, wobei das Lamellenpaket beim Betätigen des Schaltelements mittels eines Schaltelementkolbens zusammenpressbar ist und an einer auf der dem Schaltelementkolben abgewandten Seite des Lamellenpakets angeordneten Endscheibe zur Auflage kommt, ein Sitzventil, das in die Endscheibe eingesetzt ist, wobei das Sitzventil bei geöffnetem Schaltelement einen Zufluss von Kühlöl zum Lamellenpaket sperrt und bei geschlossenem Schaltelement den Zufluss freigibt, und elastische Elemente, die mindestens jeweils zwischen benachbart zueinander angeordneten Innenlamellen oder zwischen benachbart zueinander angeordneten Außenlamellen des Lamellenpakets angeordnet sind, zum Separieren von Außen- und Innenlamellen des Lamellenpakets, wenn das Schaltelement geöffnet und der Zufluss von Kühlöl zum Lamellenpaket durch das Sitzventil gesperrt ist, dadurch gelöst, dass das Sitzventil so steuerbar ist, dass im Volumen des Lamellenpakets ein definierter Restdruck des Kühlöls eingehalten bleibt, der eine zur Rückstellung des Schaltelementkolbens erforderliche Vorlastfederkraft im Wesentlichen ersetzt, wenn der Zufluss von Kühlöl zum Lamellenpaket durch das Sitzventil gesperrt ist, und dass ein in der Kammer des Schaltelementkolbens erzeugter Öldruck mittels Steuerung über Betätigungsventile für das Drucköl des Schaltelements gegen den definierten Restdruck des Kühlöls im Lamellenpaket einstellbar ist, sodass beim Einlernen eines Druckpunktes der Vorlastfederkraft des Schaltelementkolbens für einen Öffnungszustand des Schaltelements ein engeres Lüftspiel gegenüber der Steifigkeit der Vorlastfederung erzielbar und einstellbar ist.The task is a switching element for actuating wet-running multi-plate clutches or brakes, in particular in the drive train of electrically driven passenger cars, comprising a disk pack with inner and outer plates, an inner plate carrier on which the inner plates of the plate pack are arranged so that they can be displaced axially, an outer plate carrier on which the outer disks of the disk pack are arranged in an axially displaceable manner, with the disk pack being compressible by means of a switching element piston when the switching element is actuated and coming to rest on an end disk arranged on the side of the disk pack facing away from the switching element piston, a seat valve which is inserted into the end disk, the When the switching element is open, the seat valve blocks an inflow of cooling oil to the disk pack and when the switching element is closed it releases the inflow, and elastic elements, which are at least between adjacent I Inner disks or between adjacent outer disks of the disk pack are arranged, for separating outer and inner disks of the disk pack when the switching element is open and the inflow of cooling oil to the disk pack is blocked by the seat valve, solved in that the seat valve can be controlled in such a way that a defined residual pressure of the cooling oil is maintained in the volume of the disk pack, which essentially replaces a preload spring force required to return the shift element piston when the inflow of cooling oil to the disk pack is blocked by the seat valve, and that an oil pressure generated in the chamber of the shift element piston is controlled via Actuating valves for the pressure oil of the switching element can be adjusted against the defined residual pressure of the cooling oil in the disk pack, so that when learning a pressure point of the preload spring force of the switching element piston for an opening state of the switching element, a narrower Lüftsp iel is achievable and adjustable relative to the stiffness of the preload suspension.
Vorteilhaft sind als Vorlastfeder eine oder mehrere elastische Elemente, die zum Separieren der Außenlamellen des Lamellenpakets vorhanden sind, eingesetzt.One or more elastic elements, which are present for separating the outer disks of the disk pack, are advantageously used as the preload spring.
Dabei können die elastischen Elemente vorzugsweise aus Elastomer gefertigten Federelementen oder anderen elastischen Elementen ausgebildet sein.In this case, the elastic elements can preferably be made of spring elements made of elastomer or other elastic elements.
Alternativ sind die elastischen Elemente zweckmäßig als ringförmige Wellenfedern aus gewelltem Flach- oder Runddraht ausgebildet.Alternatively, the elastic elements are expediently designed as ring-shaped wave springs made from corrugated flat or round wire.
Vorteilhaft ist die Steuerung der Betätigungsventile für das Drucköl des Schaltelements zur situationsabhängigen Variation der Größe des Lüftspiels ausgebildet.Advantageously, the control of the actuating valves for the pressure oil of the switching element is designed to vary the size of the clearance depending on the situation.
Dabei kann die Steuerung der Betätigungsventile für das Drucköl des Schaltelements vorzugsweise in Abhängigkeit von kritischen Frequenzbereichen, die Eigenbewegungen der Lamellen anregen können, zur Anpassung der Größe des Lüftspiels eingerichtet sein.The control of the actuating valves for the pressure oil of the switching element can be set up to adjust the size of the clearance, preferably depending on critical frequency ranges that can stimulate the lamellae to move.
Ferner kann bei Steuerung der Betätigungsventile für das Drucköl des Schaltelements zur angepassten Einstellung eines engeren Lüftspiels der Bauraum des Zylinders für den Schaltelementkolben verkürzt ausgebildet sein.Furthermore, when controlling the actuating valves for the pressure oil of the shifting element for the adjusted setting of a narrower clearance, the installation space of the cylinder for the shifting element piston can be shortened.
Der Kerngedanke der Erfindung liegt darin, bei hydraulisch dichtem Betätigungssystem für nasslaufende Kupplungen mit Sitzventilen einen Restdruck „einzusperren“. Es wird zwar immer noch mindestens eine Vorlastfeder benötigt, gegen die eine Hydraulik des Betätigungssystems arbeitet, aber man kann beim Einlernen des Druckpunktes (sog. Touch Point) eine Offen-Position zum Einlernen eines optimalen Lüftspiels gegen die Steifigkeit der Vorlastfedern erhalten und einstellen. Vorzugsweise kann die mindestens eine Vorlastfeder als eine oder mehrere Federn, die auch zum Separieren der Stahllamellen genutzt werden, ausgebildet sein.The core idea of the invention is to “lock in” a residual pressure in a hydraulically sealed actuation system for wet-running clutches with seat valves. At least one preload spring is still required, against which the hydraulics of the actuation system work, but when teaching the pressure point (so-called touch point) you can maintain and set an open position for teaching in an optimal clearance against the stiffness of the preload springs. The at least one preload spring can preferably be designed as one or more springs that are also used to separate the steel laminations.
Durch variable Möglichkeiten der Steuerung über die Betätigungsventile kann das Lüftspiel auch situationsbedingt variiert und so in kritischen Frequenzbereichen, die die Eigenfrequenzen der Lamellen anregen, das Lüftspiel angepasst werden, um die unerwünschten Nebenwirkungen zu begrenzen.The clearance can also be adjusted by variable control options via the actuating valves varies depending on the situation and the clearance can be adjusted in critical frequency ranges that stimulate the natural frequencies of the slats in order to limit the undesirable side effects.
Ferner kann das Lüftspiel auch optimal eingestellt werden, wodurch sich zusätzlich die Bauräume für die Kolbenhübe noch verkürzen lassen.Furthermore, the clearance can also be optimally adjusted, which means that the installation space for the piston strokes can also be shortened.
Durch die Erfindung wird eine neue Möglichkeit zur Einstellung eines gewünschten engen Lüftspiels von nasslaufenden Bremsen oder Kupplungen realisiert, die insbesondere für höhere Lamellenzahlen die erforderliche Betätigungsarbeit und die damit verbundenen Leistungen für eine schnelle Befüllung verringert.The invention provides a new possibility for setting a desired tight clearance of wet-running brakes or clutches, which reduces the required actuation work and the associated performance for rapid filling, in particular for higher numbers of disks.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 : eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schaltelements zum Betätigen oder Öffnen eines nasslaufenden Lamellenpakets, wobei ein Sitzventil für den Kühlöldurchfluss durch das Lamellenpaket beim dargestellten Zustand des nicht betätigten Schaltelements geschlossen ist und einen Restdruck des Kühlöls im Volumen des Lamellenpakets einschließt, -
2 : eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Schaltelements von1 , dargestellt im Betätigungszustand des Schaltelements mit geöffnetem Sitzventil für den Kühlöldurchfluss.
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1 : a schematic representation of a switching element according to the invention for actuating or opening a wet-running disk set, with a seat valve for the cooling oil flow through the disk set being closed in the illustrated state of the non-actuated switching element and including a residual pressure of the cooling oil in the volume of the disk set, -
2 : a schematic representation of the switching element according to the invention from FIG1 , shown in the operating state of the switching element with the seat valve open for the flow of cooling oil.
Die Innenlamellen 2 sind in diesem Beispiel als Belaglamellen ausgebildet, wobei jede Belaglamelle aus einer Stahllamelle mit beidseitig angebrachtem Reibbelag besteht. Die Reibbeläge sind durchgängig ausgebildet und mit der Stahllamelle fest verbunden, beispielsweise über eine Klebeverbindung. Die Außenlamellen 3 sind hier als Stahllamellen ohne Reibbelag ausgebildet. Eine umgekehrte Ausführung von Belag- und Stahllamellen ist alternativ möglich.In this example, the
In einer weiteren Ausgestaltung des Lamellenpakets können die Innen- und Außenlamellen 2, 3 beispielsweise als Single-Side-Lamellen ausgebildet sein, d.h. dass sowohl die Innenlamellen 2 als auch die Außenlamellen 3 auf je einer Seite mit einem Reibbelag versehen sind, während die andere Seite als Stahllamelle ausgeführt ist.In a further embodiment of the disk pack, the inner and
In einem Zylinder 8 ist ein Ölkanal vorgesehen, durch den Drucköl in eine Kammer 9 einleitbar ist. Die Kammer 9 wird im Zylinder 8 durch einen Schaltelementkolben 10 begrenzt. Bei geöffnetem Schaltelement 1 - wie in
An der dem Schaltelementkolben 10 abgewandten Seite des Lamellenpakets wird durch den Außenlamellenträger 6 eine Endscheibe 16 des Schaltelements 1 gebildet. Der hier dargestellte Außenlamellenträger 6 nimmt zum einen die Außenlamellen 3 des Lamellenpakets axial verschiebbar auf und bildet zum anderen den Axialanschlag für das zusammengepresste Lamellenpaket.On the side of the disk pack facing away from the shifting
In der Endscheibe 16 ist ein Sitzventil 11 angeordnet, das ein Ventilelement 12 aufweist, welches in einem Kühlölkanal 14 der Endscheibe 16 angeordnet ist. Das Ventilelement 12 ist vorzugsweise pilzförmig ausgebildet und umfasst ein Teller- bzw. Plattenelement sowie einen Fortsatz, der bei geschlossenem Sitzventil 11 in einen durch den Außenlamellenträger 6 gebildeten Zylinderraum hineinragt, in dem das Lamellenpaket angeordnet ist. Die Endscheibe 16 weist einen Ventilsitz 13 auf, an dem das Ventilelement 12 bei geöffnetem Schaltelement 1 durch Beaufschlagung mit einem in dem Kühlölkanal 14 vorherrschenden Kühlöldruck zum Aufliegen kommt und so den Zufluss von Kühlöl zum Lamellenpaket sperrt. Der Ventilsitz 13 wird hier durch eine ringförmige Scheibe gebildet, die beispielsweise durch Verpressen mit der Endscheibe 16 verbunden wird. Die ringförmige Scheibe kann aber auch mit einer stoffschlüssigen Verbindung, wie beispielsweise durch Schweißen oder Kleben, oder mittels einer Schraubverbindung mit der Endscheibe 16 verbunden werden. Alternativ hierzu kann die ringförmige Scheibe auch mittels eines Sicherungsrings in der Endscheibe 16 fixiert werden.A
Zu Beginn eines Schaltvorganges, bei dem das Schaltelement 1 geschlossen werden soll, wird Drucköl in die Kammer 9 eingeleitet und der Schaltelementkolben 10 wird unter dem Druckeinfluss des Drucköls auf das Lamellenpaket zubewegt. Die axiale Verschiebung des Schaltelementkolbens 10 während der Druckbeaufschlagung bewirkt, dass der Abstand zwischen den Innenlamellen 2 und den Außenlamellen 3 verringert wird, bis es zu einem Reibeingriff der Innen- und Außenlamellen 2, 3 kommt, wie er in
Mit zunehmendem Druck des Drucköls in der Kammer 9 wird dann der Schaltelementkolben 10 weiter in Richtung der Endscheibe 16 bewegt, bis die Drehzahldifferenz verschwindet und eine kraftschlüssige Verbindung der Innen- und Außenlamellen 2, 3 vorherrscht und das Lamellenpaket auf die Endscheibe 16 des Schaltelements 1 gedrückt wird, was in der
Bevor das Lamellenpaket an der Endscheibe 16 zur Anlage kommt, wird das in der Endscheibe 16 angeordnete Sitzventil 11 durch das Lamellenpaket, insbesondere durch die dem Sitzventil 11 nächstliegende Außenlamelle 3, in axialer Richtung gegen den in dem Kühlölkanal 14 vorherrschenden Kühlöldruck bewegt. Dadurch wird das Ventilelement 12 vom Ventilsitz 13 gelöst und der Zufluss von dem in dem Kühlölkanal 14 vorherrschenden Kühlöl in Richtung des Lamellenpakets wird freigegeben. Dadurch kann bei geschlossenem Schaltelement 1 die in dem Lamellenpaket gespeicherte Wärme abgeführt werden.Before the disk set comes into contact with the
Die Endscheibe 16 weist weiterhin eine Ringnut 15 zur Durchströmung des Lamellenpakets mit Kühlöl auf. Die als Stahllamellen ausgebildeten Außenlamellen 3 weisen an ihrem radial äußeren Ende wenigstens eine Durchlassöffnung 21 auf. Die Ringnut 15 der Endscheibe 16 und die in den Außenlamellen 3 vorgesehene wenigstens eine Durchlassöffnung 21 sind hier fluchtend zueinander angeordnet. Dadurch wird bei geschlossenem Schaltelement 1 eine axiale Durchströmung des Lamellenpakets mit Kühlöl ermöglicht. Nach Durchströmung des Lamellenpakets wird das Kühlöl einem Kühlölreservoir zugeführt. Vorzugsweise sind mehrere Durchlassöffnungen 21 in den Außenlamellen 3 vorgesehen, die sich auf einem (hier nicht sichtbaren) Kreisring der Außenlamellen 3 befinden.The
Da bei geöffnetem Schaltelement 1 keine Kühlung des Lamellenpakets erfolgt, sind durch das Schaltelement 1 erzeugte Schleppmomente gering. Wird das Schaltelement 1 jedoch von einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand überführt, dann können die Lamellen des Lamellenpakets bei geöffnetem Schaltelement 1, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen, aufgrund einer Kapillarwirkung dünner Ölfilme zwischen den Lamellen des Lamellenpakets aneinander haften bleiben, wodurch ein unerwünschtes Schleppmoment entsteht. Das Schleppmoment kann durch elastische Elemente 20 zwischen den Innen- und/oder Außenlamellen 2, 3 zum Trennen bzw. Separieren von aneinander anhaftenden Lamellen 2, 3 vermindert werden. Das elastische Element 20 kann beispielsweise als Elastomer-Teil ringförmig oder partiell-ringförmigbzw. als elastisch verformbarer Kunststoffring ausgebildet sein. Partiell-ringförmig beschreibt hierbei einen teilweise geöffneten Ring. Alternativ kann das elastische Element 20 als Wellenfeder aus ringförmig gewelltem Flach- oder Runddraht ausgebildet sein.Since the disk pack is not cooled when the switching element 1 is open, drag torques generated by the switching element 1 are low. However, if the switching element 1 is transferred from a closed state to an open state, then the disks of the disk pack can stick to one another when the switching element 1 is open, particularly at low speeds, due to a capillary effect of thin oil films between the disks of the disk pack, resulting in an undesirable drag torque . The drag torque can be reduced by
Das elastische Element 20 dient einerseits zur axialen Positionierung von Lamellen des Lamellenpakets, wenn das Schaltelement 1 geöffnet ist, und andererseits zur verbesserten Führung von Kühlöl durch das Lamellenpaket des Schaltelements 1, wenn das Schaltelement 1 geschlossen ist. Somit wird mittels der elastischen Elemente 20 eine Reduzierung des bei geöffnetem Schaltelement wirkenden Schleppmoments sowie eine verbesserte Kühlung des Lamellenpakets bei geschlossenem Schaltelement 1 erreicht. Dabei entsteht aber meist ein nicht akzeptables großes Lüftspiel 17 zwischen den Innen- und Außenlamellen 2, 3, da insbesondere in einem Lamellenpaket mit vielen Lamellen trotz Fertigungstoleranzen eine saubere Trennung der Innen- und Außenlamellen 2, 3 gewährleistet sein muss.The
Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass zur Trennung von aneinander haftenden Innen- und Außenlamellen 2, 3 des Lamellenpakets das Sitzventil 11 so dimensioniert oder steuerbar ausgeführt wird, dass in dem durch den Außenlamellenträger 6 gebildeten Zylinder um das Lamellenpaket ein definierter Restdruck des Kühlöls „eingesperrt“ wird, der zwar die zur Vorspannung des Schaltelementkolbens 10 üblicherweise vorhandenen Vorlastfedern, wie Rückstellfeder oder die elastischen Elemente 20 nicht vollständig ersetzen kann, aber deutlich kleiner auszuführen gestattet.According to the invention, it is therefore provided that, in order to separate the inner and
Der wesentliche Vorteil für die Einstellung eines engeren Lüftspiels 17 entsteht aber dadurch, dass der Druck des Drucköls in der Kammer 9 des Schaltelementkolbens 10 mittels Steuerung über die Betätigungsventile für das Drucköl des Schaltelements 1 gegen den definierten Restdruck des Kühlöls im Lamellenpaket genauer eingestellt werden kann. Man kann somit beim Einlernen des Druckpunktes (sog. Touch-Point) der Vorlastfederung des Schaltelementkolbens 10 eine Offen-Position des Schaltelements 1 zum Einlernen des optimalen Lüftspiels 17 gegen die Steifigkeit der Vorlastfederung erhalten und einstellen. Hierbei kann die Vorlastfederung vorteilhaft ohne die sonst übliche Rückstellfeder des Schaltelementkolbens 10 allein mit den elastischen Elementen 20 zum Separieren der Innen- und Außenlamellen 2, 3 vorgenommen werden.However, the main advantage for setting a
Durch die variablen Möglichkeiten der Steuerung der Betätigungsventile des Schaltelements 1 kann das Lüftspiel 17 auch situationsbedingt variiert werden und somit z.B. in kritischen Frequenzbereichen, die die Eigenbewegungen der Lamellen anregen, das Lüftspiel 17 angepasst werden, um unerwünschte Nebenwirkungen zu begrenzen.Due to the variable options for controlling the actuating valves of the switching element 1, the
Mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsvariante der Erfindung wird die vorlastfederabhängige großzügig zu dimensionierende Einstellung des Lüftspiels 17 bei nasslaufenden Lamellenpaketen für Kupplungs- oder Bremsvorgänge aufgehoben, wodurch neben der Umstellung auf nasse Lamellenkupplungen oder -bremsen vor allem eine Einstellung des Lüftspiels 17 anhand eines im Lamellenpaket definiert zurückbehaltenen Restdruckes für den geöffneten Zustand des Schaltelements 1 verwendet wird, um den Zeitverzug durch Schleppverluste aufgrund zu großen Lüftspiels 17 zu minimieren und die Energieeffizienz der Kupplungs- oder Bremsbetätigung zu verbessern.With the embodiment variant of the invention described above, the preload spring-dependent, generously dimensioned adjustment of the
Bei einem Einlernprozess des sog. Touch-Point, durch den das einzustellende Lüftspiel 17 bestimmt wird, kann das Lüftspiel 17 somit unabhängig von mechanischen Vorlastfedern des Schaltelementkolbens 10 oder elastischen Elementen 20 zur Lamellenseparation mittels steuerbarer Ventile im Lamellenraum (Sitzventil 11) und in der Betätigungskammer 9 des Schaltelementkolbens 10 eingestellt werden und bei Bedarf ein situationsabhängig steuerbares Lüftspiel 17 eingelernt werden.During a teach-in process of the so-called touch point, by which the
Bezugszeichenlistereference list
- 11
- Schaltelementswitching element
- 22
- Innenlamelleninner slats
- 33
- Außenlamellenouter slats
- 44
- Innenlamellenträgerinner disc carrier
- 55
- Verzahnungsprofil des InnenlamellenträgersTooth profile of the inner disc carrier
- 66
- Außenlamellenträgerouter disc carrier
- 77
- Verzahnungsprofil des AußenlamellenträgersTooth profile of the outer disc carrier
- 88th
- Zylindercylinder
- 99
- Kammerchamber
- 1010
- Schaltelementkolbenswitching element piston
- 1111
- Sitzventilseat valve
- 1212
- Ventilelementvalve element
- 1313
- Ventilsitzvalve seat
- 1414
- Kühlölkanalcooling oil channel
- 1515
- Ringnutring groove
- 1616
- Endscheibeend plate
- 1717
- Lüftspielclearance
- 2020
- elastisches Elementelastic element
- 2121
- Durchlassöffnungpassage opening
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102014226517 A1 [0009]DE 102014226517 A1 [0009]
- DE 102019218519 A1 [0010]DE 102019218519 A1 [0010]
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021210240.9A DE102021210240A1 (en) | 2021-09-16 | 2021-09-16 | Clearance adjustment for wet-running multi-plate clutches or brakes in a drive train of electrically driven vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE102021210240.9A DE102021210240A1 (en) | 2021-09-16 | 2021-09-16 | Clearance adjustment for wet-running multi-plate clutches or brakes in a drive train of electrically driven vehicles |
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---|---|
DE102021210240A1 true DE102021210240A1 (en) | 2023-03-16 |
Family
ID=85284878
Family Applications (1)
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
DE102014226517A1 (en) | 2014-12-19 | 2016-06-23 | Zf Friedrichshafen Ag | Switching or starting element |
DE102019218519A1 (en) | 2019-11-29 | 2021-06-02 | Zf Friedrichshafen Ag | Switching element |
-
2021
- 2021-09-16 DE DE102021210240.9A patent/DE102021210240A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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